本文是在详细分析了高频感应淬火技术国内外发展前景后，提出了圆柱凸轮沟槽高频淬火机床设计的必要性和重要性。根据已有的设计理论及发展状况，参考一些已经成熟的经验，采用宜人化和绿色设计理念，针对当前国内凸轮沟槽淬火技术的空白，创造性的提出了两种凸轮沟槽淬火的设计方案。通过论证比较，最终选择了数控淬火机床的设计方案。并对所选设计方案的主要技术难点，初步制定了技术路线。完成了一种可实现圆柱凸轮沟槽高频淬火加工的四坐标专用数控淬火机床的方案设计与结构设计。 以微分几何理论作为数学工具，对电磁感应加热、涡流特性和加热方式作了系统分析与研究，在此基础上选取了凸轮沟槽的淬火频率、加热方式和感应加热的能量参数，并对感应加热过程中电参数的变化进行了分析。 本文在详细分析了圆柱凸轮沟槽淬火存在的槽口间隙小，槽口顶部尖角部位过热容易引起开裂，而槽口下部的加热温度和加热深度又很难达到要求，感应器的形状和结构受到限制，感应器对工件的间隙和淬火工艺参数的匹配难度大等特点后。在感应器设计理论分析与研究的基础上，讨论了感应器设计的基本要求和参数选择，分析比较了设计成不同截面的感应器，并对淬火时产生的高频电磁场提出了屏蔽，在设计淬火机床时，给出了屏蔽的措施。 对数控淬火机床的总体机构进行了设计，给出了淬火机床的主要参数，绘制了圆柱凸轮沟槽高频感应淬火机床示意图和主轴传动系统图，进行了数控系统、供电电源、淬火介质和驱动元件的选用。并对圆柱凸轮沟槽高频感应淬火工艺进行了分析研究，在分析研究的基础上，给出了圆柱凸轮沟槽高频感应淬火工艺的主要技术参数。